Теперь Эдвард и Мэй-Бритт обедали в одной столовой с Андерсеном, перед которым благоговели. Они не решались вставить слово в разговор, лишь во все уши слушали увлекательные истории, которые рассказывал ставший настоящей звездой Андерсен или другие старшие исследователи.
Проект Терье Сагволдена, в котором они участвовали, был направлен на то, чтобы определить, чем гиперактивные крысы отличаются от обычных. Идея была в том, что, если удастся определить, какая область в мозге отвечает за гиперактивность у крыс, удастся ближе подобраться к пониманию СДВГ у людей. Вместе с Сагволденом они опубликовали три статьи о поведении гиперактивных крыс, чем очень гордились. И тем не менее Мэй-Бритт и Эдвард чувствовали, что это не совсем то. Они хотели изучать процессы, происходящие в мозге при обучении животных, а этого Сагволден им предложить не мог. Поэтому они искали себе другую исследовательскую группу.
Решающую роль сыграл семинар, проходивший в Институте. Там они узнали о важном прорыве, совершенном группой Андерсена: был открыт механизм научения, названный долговременной потенциацией.
Пер Андерсен был настоящим экспертом по гиппокампу. Его исследовательская группа изучала процессы, лежащие в основе обучения людей и животных, а именно то, каким образом нейроны гиппокампа общаются между собой посредством электрических импульсов и как укрепляются связи между нейронами.
Лаборатория Андерсена совершила несколько важных научных открытий. Сам Андерсен, когда он в 1960-х работал в Австралии с лауреатом Нобелевской премии Джоном Экклсом, открыл пути передачи нейронных импульсов в гиппокампе.
До этого считалось, что импульсы передаются из области в верхней части гиппокампа, СА1, в другую область, СА3, находящуюся в самом низу этой структуры. Именно так изобразил этот процесс отец нейрофизиологии и талантливый художник Сантьяго Рамон-и-Кахаль на своих в остальном безошибочных анатомических картах головного мозга. Однако, основываясь на собственных исследованиях гиппокампа, Андерсен предположил, что Кахаль ошибся в этом конкретном допущении. Он считал, что сигналы идут в противоположном направлении[15].
Поэтому Андерсен придумал эксперимент, который должен был подтвердить его гипотезу. Вместе с парой коллег он вживил электроды в мозг кролика в районе начала гиппокампа, где располагается так называемый перфорантный путь, и стимулировал эту область электрическим током. Чтобы выяснить, как импульс переходит между клетками гиппокампа, ученые расположили по датчику в каждом из трех слоев гиппокампа: зубчатой извилины, СА3 и СА1. Так они увидели, что после подачи импульса сначала активируются клетки зубчатой фасции, затем реагируют клетки слоя СА3, и только потом импульс доходит до датчика в слое СА1 – в точности, как и предполагал Андерсен. Чтобы окончательно убедиться в этом, они перерезали связи между СА3 и СА1 и подали новый электрический импульс. На этот раз активировались только клетки СА3, а до СА1 сигнал не дошел совсем.
Это стало решающим доказательством того, что импульсы в гиппокампе передаются именно так, как предположил Андерсен. А поскольку сигнал шел по трем синапсам, это явление назвали трисинаптическим гиппокампальным путем.
Вскоре после возвращения Пера Андерсена в Осло его группа сделала новое крупное открытие. Его докторант Терье Лёму проводил стимулирование нейронов гиппокампа электрическими импульсами и обнаружил, что эти нейроны реагируют быстрее и гораздо сильнее, если их подвергали воздействию подобных импульсов повторно[16]. Но что еще поразительнее – эта усиленная реакция могла сохраняться несколько часов, чего до сих пор никто не наблюдал. Судя по всему, электрические импульсы вызывали в нейронах стойкие изменения. Клетки «помнили» воздействие, которому подвергались ранее! Лёму и Андерсен назвали этот эффект длительной потенциацией. Позднее его переименовали в «долговременную потенциацию», по-английски long-term potentiation, или просто LTP.
Этот эффект можно сравнить с тем, как усиливается наша реакция на определенные события в зависимости от того, что мы пережили ранее. Представьте себе, что ваша сестра постоянно делает раздражающие вас замечания. Вы злитесь, но в целом вам удается игнорировать ее до тех пор, пока в один прекрасный день она не отпускает какое-то особенно едкое замечание, перейдя черту, так что вы теряете контроль и взрываетесь. А потом, прежде чем вы успеете полностью успокоиться, она говорит что-нибудь относительно невинное, но из-за вашего недавнего срыва вы снова начинаете кипятиться. Получается, что замечание, ставшее последней каплей, заставляет вас гораздо острее реагировать на последующий невинный комментарий, чем вы отреагировали бы обычно. Произошла потенциация, то есть усиление вашей реакции.
Лёму и Андерсен быстро сообразили, что это усиление может оказаться именно тем, что так долго искали ученые. Именно такая пластичность, адаптивность могла оказаться механизмом, лежащим в основе процессов обучения. Тем не менее, в первые десять лет после совершенного открытия лишь немногие исследовательские группы продолжили изучение этого феномена[17]. Лишь в 1980-х ученые снова обратили пристальное внимание на долговременную потенциацию, и был сделан ряд важных открытий, указывавших на то, что LTP действительно может служить механизмом обучения у людей и животных.
В 1986 году Ричард Моррис вместе со своими коллегами по Эдинбургскому университету обнаружил, что при блокировании процессов наподобие LTP в мозге крысы с помощью специальных химических веществ-антагонистов крыса теряет способность находить дорогу к поилке, хотя обычно справляется с этой задачей очень легко[18]. Это говорило о том, что долговременная потенциация действительно связана с естественными механизмами обучения у животных.
«Сама возможность увидеть изменения, происходящие в мозге вследствие обучения, она нас взбудоражила», – вспоминает Мэй-Бритт.
Вопрос был в том, какую именно роль долговременная потенциация играет в механизмах обучения и памяти. Мэй-Бритт и Эдвард захотели это выяснить и поэтому решили связаться с Пером Андерсеном и попросить его включить их в состав исследовательской группы.
Плавающие крысы
В один из дней 1988 года Эдвард и Мэй-Бритт Мозер постучались в кабинет Пера Андерсена.
«Его все очень уважали, и мы в том числе. Поэтому решиться пойти прямо к нему в кабинет было очень непросто. Но мы были в отчаянии. Все наше будущее зависело от того, согласится ли он руководить нашими дипломными работами», – рассказывает Мэй-Бритт.
Как они и боялись, поначалу он ответил, что в его исследовательской группе нет вакантных мест. Но Мэй-Бритт решила не оставлять его в покое до тех пор, пока он не согласится.
«До чего приставучая!» – подумал Пер Андерсен не без одобрения. Из тридцатилетнего опыта работы в исследовательской лаборатории он знал, что самые способные студенты часто бывали и самыми напористыми. У них был драйв, были